Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Способы и системы охлаждения помещений

Системой охлаждения называют ту часть холодильной установки, которая располагается между регулирующим вентилем и всасывающим патрубком компрессора.

Назначение этой системы — поддержание заданного температурно-влажностного режима охлаждаемого объекта.

По способу подачи рабочего тела к потребителям холода, а также способу отвода от них теплоты различают системы непосредственного охлаждения (безнасосные и насосные) и с промежуточным хладоносителем.

Функциональные схемы обоих способов охлаждения помещений показаны на рис. 5.1.

При непосредственном охлаждении (рис. 5.1, а) теплота, воспринимаемая охлаждающими приборами, передается непосредственно кипящему в них хладагенту; в этом случае охлаждающие приборы, расположенные в охлаждаемом помещении (аппарате), являются испарителями холодильной установки (температура охлаждающей среды t_a= t₀).

При охлаждении хладоносителем (рис. 5.1, б) теплота в охносителю, с помощью которого она переносится к хладагенту, находящемуся в испарителе холодильной установки, обычно расположенном на некотором удалении от охлаждаемого объекта. При этом способе охлаждения отвод теплоты от охлаждаемого объекта вызывает повышение температуры хладоносителя в охлаждающих приборах без изменения его агрегатного состояния (охлаждающей средой является хладоноситель со средней температурой t_s, t_a=t_s).

Охлаждение хладоносителем иногда называют рассольным охлаждением по виду наиболее распространенных хладоносителей (водных растворов солей — рассолов), что не всегда справедливо, поскольку в качестве хладоносителей используют не только рассолы. Например, если хладоноситель не охлаждается ниже 1-2°С, то в качестве хладоносителя можно применять воду, а для более низких температур нужно использовать растворы солей или органические соединения.

Области применения того или иного способа определяются их особенностями, оказывающими влияние на технологический процесс, а также экономическими показателями. Холодильная установка при непосредственном охлаждении проще (рис. 5.1, а), так как в ней отсутствуют испаритель для охлаждения хладоносителя и насос для его циркуляции, вследствие чего эта установка требует меньших первоначальных затрат по сравнению с установкой косвенного охлаждения. Установка при непосредственном охлаждении требует и меньших затрат энергии: во-первых, вследствие того, что в охлаждаемых помещениях с одинаковой температурой t_пми одной и той же разностью температур t_пм— t_aпри охлаждении хладоносителем появляется дополнительная разность температур в испарителе t_s— t_a, обычно находящаяся в пределах 4–6К, вызывающая соответствующее понижение температуры кипения до значения t₀; во-вторых, при охлаждении хладоносителем появляется дополнительный расход энергии, обусловленный не только работой привода насоса, имеющего мощность N_h, но и дополнительной нагрузкой на компрессор, возникающей в результате превращения в теплоту работы насоса и подвода этой теплоты к хладоносителю.

Кроме того, применяемые в настоящее время хладагенты не взаимодействуют с черными металлами, в то время как некоторые хладоносители (рассолы и, в известной степени, вода) вызывают коррозию, что иногда существенно сокращает долговечность систем с охлаждением хладоносителем. В то же время способу непосредственного охлаждения присущи и серьезные недостатки. Прежде всего, имеется опасность попадания хладагента в помещения (аппараты) при нарушениях плотности системы. Опасность для людей значительно увеличивается при применении токсичных хладагентов, например аммиака. Даже при использовании более безопасных хладагентов, таких как хладоны, применять непосредственное охлаждение помещений, в которых может находиться большое количество людей, нежелательно.

Недостатками способа непосредственного охлаждения долгое время являлись также трудность распределения хладагента по отдельным помещениям (при большом их числе) и трудность защиты компрессора от влажного хода. Эти трудности связаны с тем, что хладагент должен подаваться в приборы охлаждения различных помещений (аппаратов) в количестве, соответствующем теплопритокам в эти помещения. Но так как теплопритоки во времени изменяются по разным объектам самым различным образом, то при ручном регулировании подачи хладагента эта задача является очень трудоемкой и большей частью трудноразрешимой. В результате возникают недостаток хладагента в приборах одних помещений и переполнение жидким хладагентом приборов других помещений. Последнее обычно является причиной влажного хода компрессора и нередко гидравлических ударов с теми или иными нежелательными последствиями.

При охлаждении хладоносителем изменение тепловой нагрузки (при постоянном количестве циркулирующего хладоносителя) вызывает только уменьшение или увеличение его нагревания в охлаждающих приборах, что не влечет за собой опасных последствий. Регулирование же подачи хладагента в этом случае ведется только на один объект — испаритель, в котором колебания нагрузки от отдельных объектов в значительной степени компенсируют друг друга и часто мало отражаются на режиме работы испарителя и компрессора. В связи с этим обслуживание холодильных установок при косвенном охлаждении оказывается значительно проще, что в ряде случаев заставляло отказаться от непосредственного охлаждения, несмотря на ряд его преимуществ.

Такое соотношение достоинств и недостатков обеих систем долгое время не давало преобладающих преимуществ ни одной из них, вследствие чего на холодильных предприятиях обе системы получали примерно одинаковое распространение. Теперь это положение существенно изменилось в связи с широким применением автоматического регулирования и появлением холодильных установок, в которых значительно уменьшена опасность, гидравлических ударов и предусмотрена автоматическая подача хладагента в камерные приборы охлаждаемых объектов. Поэтому преимущественное применение получают холодильные установки с непосредственным охлаждением как более экономичные по капитальным и эксплуатационным затратам и более долговечные.

Для получения холода используются безмашинные и машинные способы охлаждения. Безмашинные способы охлаждения основываются на плавлении, испарении, сублимации.

В безмашинных способах охлаждения используются готовые хладоносители (водный, эвтектический и сухой лед, сжиженные газы, воздух). Установки, работающие на готовых хладоносителях, просты по устройству и, следовательно, наиболее доступны, но они имеют существенные недостатки: полную зависимость от возможности и условий получения хладоносителей; большой объем грузовых работ, связанных с зарядкой хладоносителями и поддержанием гигиены в охлаждаемых помещениях.

Недостатки, свойственные безмашинным способам охлаждения, отсутствуют у машинных способов, когда энергия (механическая, тепловая, электрическая) поступает извне.

В зависимости от способа отвода теплоты от потребителя холода и конструкции охлаждающих приборов различают системы батарейного (панельного), воздушного и смешанного охлаждения.

Охлаждающие приборы батарейного охлаждения должны обеспечить отвод всех теплопритоков, проникающих в помещение и возникающих в нем, чтобы средняя температура воздуха помещения оставалась на одном уровне. В то же время влияние внешних теплопритоков на колебания температуры и влажности воздуха в помещении и на равномерность распределения температур по объему помещения будет наименьшим, если охлаждающие приборы будут размещены на пути теплопритоков в охлаждаемое помещение.

При таком размещении охлаждающих приборов они локализуют притоки теплоты и влаги в месте их проникновения и тем самым не допускают их внутрь помещения. В связи с тем что теплопритоки через ограждения для некоторых охлаждаемых помещений составляют значительную долю в общем теплопритоке, возникает необходимость в размещении охлаждающих приборов именно на тех ограждениях, через которые проникает наибольшее количество теплоты.

В соответствии с общим правилом размещения батареи целесообразно рассредотачивать по всей площади ограждений с наибольшими теплопритоками, чтобы полностью их закрыть. Это удается, если батареи выполнены из гладких труб с относительно малым диаметром. Если пристенные батареи не закрывают всю площадь стены, то они должны размещаться в верхней зоне камеры (см. рис. 5.4). В этом случае холодный воздух, опускающийся от охлаждающих приборов, создает у стены холодную воздушную завесу, в некоторой степени локализующую конвективную теплоту, проникающую через ограждение; от передачи в помещение лучистой теплоты такая воздушная завеса, естественно, не защищает. Потолочные батареи также могут занимать лишь часть потолка, будучи более или менее равномерно распределенными по его площади.

Каждому из этих двух типов охлаждающих приборов свойственны некоторые особенности. Потолочные батареи при равномерном их распределении по площади обеспечивают и более равномерное распределение температуры по помещению. В то же время рассредоточенное расположение потолочных батарей создает трудности при оттаивании инея с их поверхности. Кроме того, из-за размещения на потолке охлаждающих приборов уменьшается высота штабеля груза, в связи с чем недостаточно используется объем помещения. Все это заставляет сосредоточивать необходимую поверхность охлаждающих потолочных приборов в ограниченном числе батарей, которые располагают в помещении над грузовыми проходами, благодаря чему облегчаются работы по снятию инея (так как оттаивание может происходить без удаления или укрытия груза) и не уменьшается грузовая высота помещения.

Определенные затруднения в размещении охлаждающих приборов возникают при использовании батарей из оребренных труб, которые в настоящее время широко распространены на многих холодильных установках. Использование оребренных труб позволяет в 2–2,5 раза сократить расход металла на изготовление охлаждающих приборов по сравнению с гладкими трубами, но, главное, позволяет в 3–4 раза сократить расход труб, уменьшить на столько же вместимость охлаждающих приборов по хладагенту. Батареи из оребренных труб оказываются гораздо компактнее приборов из гладких труб, вследствие чего они требуют значительно меньше места для размещения; пристенные батареи получаются с малым числом труб по высоте; такие приборы приходится размещать только в верхней зоне ограждения. Потолочные батареи могут быть однорядными или двухрядными и их обычно располагают над грузовыми проходами. Поэтому значительные поверхности ограждений оказываются незащищенными от проникновения теплоты, что приводит к заметной неравномерности в распределении температуры воздуха по высоте (особенно в одноэтажных холодильниках) и по объему камер.

В последнее время вновь возвращаются к более равномерному размещению охлаждающих батарей по ограждениям, в том числе и по потолку, используя для этого батареи с увеличенным шагом между трубами. Размещению потолочных приборов в помещениях с положительными температурами сопутствует еще один недостаток: при перерывах в работе холодильной установки поверхность батарей может отепляться до температуры выше 0°С, что влечет за собой таяние инея на поверхности и стекание образовавшейся при этом воды на продукты, в связи с чем применение потолочных охлаждающих батарей в помещениях с положительными температурами нежелательно.

Наличие в помещениях батарей, температура поверхности которых ниже температуры точки росы воздуха помещения, приводит к установлению в охлаждаемом помещении относительной влажности воздуха меньшей, чем 100%, и, следовательно, к испарению (или сублимации) влаги с поверхности неупакованных продуктов. Проникновение же теплоты через незащищенные поверхности ограждений и неравномерность температурного поля в помещении усиливают этот процесс.

При воздушном охлаждении воздух лучше перемешивается, вследствие чего резкой разницы в значениях параметров воздушной среды по объему не наблюдается. Более высокие скорости воздуха, свойственные системам воздушного охлаждения, интенсифицируют процесс теплообмена как между охлаждаемым телом и воздухом, так и между воздухом и охлаждающими приборами (коэффициент теплоотдачи при воздушном охлаждении возрастает в среднем в три-четыре раза). Благодаря этому сокращается время охлаждения тел и тем самым уменьшается продолжительность холодильной обработки. Интенсифицируется и процесс влагообмена: испарение влаги с поверхности продукта увеличивается по сравнению с батарейным охлаждением. Поэтому при длительном хранении тел, с поверхности которых может испаряться влага, при высоких скоростях воздуха потери массы будут больше.

Воздушное охлаждение целесообразно применять:

1. В камерах, предназначенных для термообработки грузов: морозильных камерах, остывочных, камерах предварительного охлаждения;

2. В камерах хранения охлажденных грузов, особенно требующих вентиляции;

3. В универсальных камерах для режима работы, рассчитанного на хранение охлажденного груза;

4. В камерах, где по условиям технологического процесса необходимо регулирование влажности воздуха.

Смешанное охлаждение – это совокупность трубчатого охлаждения и воздушного. Смешанное охлаждение может быть выполнено в виде сочетания рассольных батарей и сухого или мокрого рассольного воздухоохладителя или батарей непосредственного охлаждения и сухого воздухоохладителя.

Выбор комбинации систем охлаждения, составляющих смешанное охлаждение, определяется назначением камеры, технологическим процессом термообработки груза в этой камере, экономическими показателями и системой охлаждения, принятой в других камерах данного холодильника. Например, смешанное охлаждение применяют в универсальных камерах. При использовании этих камер для хранения мороженых грузов включают в работу батареи непосредственного охлаждения, при хранении охлажденных грузов работают воздухоохладители.

Смешанное охлаждение с совместным использованием двух систем охлаждения может применяться в камерах термообработки грузов.

Рабочие вещества холодильных машин и установок

К хладагентам предъявляются требования:

– термодинамические;

– физико-химические;

– физиологические;

– экономические.

К термодинамическим требованиям относят отрицательную (по Цельсию) температуру кипения (t0) при атмосферном давлении (т.е. нормальная температура кипения ts<0), низкое давление конденсации (Рк), высокую объемную холодопроизводительность (qv), высокий коэффициент теплопроводности (λ) и теплопередачи (k).

Физико-химическими требованиями к хладагентам являются: малая плотность (ρ) и вязкость (μ), обеспечивающие наименьшие потери давления при циркуляции хладагента в контуре; химическая инертность к металлам и материалам внутренних элементов контура (при наличии контакта с ними); химическая стойкость; негорючесть (желательно); минимальная способность проникать через неплотности; способность растворять воду и т.д.

Холодильные агенты должны быть безвредными для здоровья человека (физиологическое требование) и иметь стоимость, сопоставимую с аналогами (экономическое требование).

Рабочие вещества абсорбционных холодильных машин должны отвечать дополнительным требованиям: образовывать между собой растворы и обладать разными температурами кипения (вещество с более низкой температурой кипения является хладагентом, с более высокой — абсорбентом).

С приходом новых озонобезопасных хладагентов, выбор не стал проще. И сегодня при выборе рабочего вещества первичного контура приходится учитывать:

критические параметры и термодинамические свойства (tк , Pк);
свойства переноса;
тепломассообменные характеристики;
температуры замерзания и термического разложения;
растворимость в смазочных маслах;
озоноразрушающую способность (ODP);
потенциал глобального потепления (GWP);
токсичность (ПДК и LD50);
доступность;
пожаро- и взрывоопасность;
совместимость с применяемыми в машиностроении материалами и водой;
легкость в обнаружении утечек;
стоимость.

Коэффициенты теплопроводности и теплоотдачи должны быть максимально большими, так как при этом улучшается работа теплообменных аппаратов (испарителя и конденсатора). Растворимость хладагента в масле создает благоприятные условия для смазки компрессора, так как масло в смеси

с холодильным агентом проникает в труднодоступные места. С другой стороны, если хладагент не растворяется в масле, то из цилиндра компрессора уносится меньше масла, не изменяется температура кипения при постоянном давлении, в то время как для растворимого в масле хладагента температура кипения зависит от его концентрации в смеси. Однако масло, попадающее с нерастворимым агентом в теплообменные аппараты, оседает на поверхности и ухудшает теплопередачу.

Плохая растворимость хладагента в воде является отрицательным свойством. При попадании влаги в систему она может замерзнуть и нарушить циркуляцию хладагента. Хладагент должен быть химически инертным по отношению к металлам и другим материалам, которые применяют в машине. Отрицательным свойством хладагента является большая текучесть, т.е. способность проникать через мельчайшие щели и даже поры в металле.

Желательно, чтобы хладагент был негорюч, невзрывоопасен и не разлагался при высоких и низких температурах, хотя эти требования на практике часто нарушаются.

Холодильный агент должен быть безопасен для жизни и здоровья человека, его стоимость не должна быть высокой.

Практически невозможно подобрать такие вещества, которые удовлетворяли бы всем вышеперечисленным требованиям, поэтому в каждом конкретном случае отдают предпочтение таким, которые отвечают принципиальным требованиям.

Одним из наиболее широко применяющихся хладагентов является аммиак. В бытовых абсорбционных холодильниках он используется в смеси с водой, играющей роль абсорбента.

В бытовых холодильниках и кондиционерах в качестве хладагентов в настоящий («переходный») период широко используются хладагенты фреоновой группы, аммиак, агенты групп HCFC и HFC, в том числе смеси различных углеводородов.

Аммиак NH₃(R717) — бесцветный газ с резким запахом, вызывающий раздражение слизистых оболочек даже при малой концентрации в воздухе. При содержании аммиака в воздухе в количестве 16...25% открытое пламя вызывает взрыв. Обладает хорошими термодинамическими свойствами. Нормальная температура кипения аммиака -33,3 °С. Аммиак имеет большую объемную холодопроизводительность, относительно небольшое рабочее давление конденсации. Он почти нерастворим в масле, но интенсивно поглощается водой.

С черными металлами (чугун, сталь) аммиак в реакцию не вступает, но в присутствии влаги разъедает цинк, медь и ее сплавы. Аммиак горюч, но в воздухе он горит плохо, а в среде кислорода — хорошо.

Газообразный аммиак легче воздуха. Жидкий аммиак — проводник электрического тока. Аммиак — доступный и дешевый холодильный агент.

Фреон-12 (R12, дифтордихлорметан CF₂C1₂) — хладагент группы CFС, бесцветный газ, практически без запаха, в 4.18 раза тяжелее воздуха. Нормальная температура кипения -29,8 °С. R12 невзрывоопасен, негорюч, но при температурах свыше 400°С разлагается с образованием хлористого и фтористого водорода, а также ядовитого газа фосгена. R12 хорошо растворяет различные органические веществ и лаковые покрытия, что следует учитывать, в частности, при использовании обмоток электродвигателей с подобными покрытиями и т.п. R12 обладает хорошей взаиморастворимостью с маслом, образуя однородную смесь. При этом вязкость масла резко уменьшается. Концентрации масла и R12 в жидкой фазе этой смеси зависят от ее температуры и давления, что имеет большое практическое значение, оказывая влияние на смазку холодильного агрегата. При отсутствии влаги R12 нейтрален почти ко всем металлам. В жидком виде он способен смывать с внутренней поверхности машин и аппаратов окалину, ржавчину и т.п.

Фреон-22 (R22, дифторхлорметан CHF₂C1) — хладагент группы HCFC — бесцветный газ со слабым запахом хлороформа, негорюч, взрывобезопасен, имеет физиологические свойства примерно такие же, как R12. Термодинамические свойства примерно такие же, как аммиак. Нормальная температура кипения R22 — 40,8 °С. По сравнению с R12 хладагент R22 лучше растворяет воду, но хуже растворяется в масле.

R134a (C₂H₂F₄) — хладагент группы HFC, бесцветный газ Нормальная температура кипения -26,2°С. Объемная холодопроизводительности и холодильный коэффициент при температурах кипения ниже -15 °С меньше, чем уR12. R134a негорюч, при открытом пламени разлагается с выделением отравляющих веществ, таких, как фторводород. Хладагент рекомендуется применять в бытовых холодильниках и торговом оборудовании. Он может быть использован для ретрофита (перевода) систем, работающих на R12.

В Германии Министерство экологии и охраны окружающей среды рекомендует перевод существующих холодильных установок, работающих на хладагенте R12, на R22 и R134a. Однако для этих целей можно использовать также и другие хладагенты с низким потенциалом истощения озонового слоя, например R410A, R507.

В качестве альтернативы используемым в настоящее время в промышленных и коммерческих установках хладагентам R12, R22 и R502 рекомендуются так называемые «природные» хладагенты, такие, как пропан (R290), изобутан (R600a) и аммиак (R717), которые не представляют угрозы для окружающей среды. Однако при использовании таких хладагентов должны строго выполняться все предписанные меры предосторожности, позволяющие избежать опасных воздействий на обслуживающий персонал или сооружения, в которых установлены холодильные установки.

До 1980 г. хладагенты (хлорфторуглероды, или CFC) применялись широко в холодильной технике как безопасные и имеющие хорошие термодинамические свойства. Но после проведения исследований ученые пришли к выводу, что эти вещества оказывают вредное воздействие на окружающую среду в связи с повышением парникового эффекта и возможным нарушением озонового слоя.

Парниковый эффект позволяет поддерживать на поверхности земли температуру, при которой возможна жизнь человека. Природный парниковый эффект является следствием того, что пары воды земной атмосферы задерживают инфракрасное излучение земной поверхности. При отсутствии парникового эффекта температура поверхности земного шара была бы ниже, чем она есть, и земля была бы необитаемой. Парниковый эффект, т.е. удержание инфракрасного излучения в природе, происходит не только благодаря парам воды, содержащимся в воздухе, но и другим газам, в частности диоксиду углерода СО2 и хладагентам группы CFC. Наличие в атмосфере СО2 и CFC создает искусственный парниковый эффект, который добавляется к природному, обусловленному наличием паров воды. Хотя концентрация всех хлорфторуглеродов CFC в атмосфере гораздо меньше, чем концентрация СО2 , их влияние на парниковый эффект во много тысяч раз больше вследствие их очень длительного периода «жизни» в атмосфере. Например, 100 лет для R12 и 250 лет для R115, входящего в состав R502. Для сравнения хладагентов по степени их влияния на парниковый эффект введен показатель – потенциал парникового эффекта (возможности глобального потепления) за 100 лет. Этот показатель обозначают GWP ( Global Warming Potential). Эмиссия в атмосферу различных газов, влияющих на глобальное потепление, различна, но наиболее существенна доля СО2 Значительная часть попадающего в атмосферу СО2 выделяется на тепловых электростанциях при сжигании мазута, газа и угля. По данным ученых, вклад газов в парниковый эффект различен и составляет : СО2 -55%; CFC – 17; HCFC – 7; N2O – 6; СH4 – 15% .
Возможное разрушение озонового слоя Земли связано с энергетическим ультрафиолетовым излучения Солнца. Наиболее удаленным от Земли слоем атмосферы является стратосфера, которая представляет собой шаровой слой толщиной примерно 35 км, начинающийся на высоте 15 км от поверхности Земли. В этом слое находится озон О3, который поглощает 99% ультрафиолетового излучения Солнца и выполняет роль защитного экрана для Земли. Разрушение озонового слоя происходит следующим образом: хлорфторуглероды CFC медленно поднимаются вверх и через 1-2 года доходят до стратосферы, где их молекулы под действием ультрафиолетового излучения распадаются с выделением атомов хлора, которые вступают в реакцию с озоном, образуя оксид хлора и молекулярный кислород. Одна молекула хлора может вызвать разрушение многих тысяч молекул озона. Для сравнения хладагентов по степени разрушения озонового слоя введен показатель - озонирующий потенциал. Этот показатель обозначают ODP (Ozone Depletion Potential). Уменьшение озонового слоя вызывает опасность проникновения биологически активного ультрафиолетового излучения к поверхности Земли, что наиболее опасно для ДНК человека. В связи с этими факторами возникла необходимость замены хладагентов категории CFC экологически безопасными хладагентами категории HFC . Например замена R12 на R 409a и далее на хладагент R134a, который в настоящее время используется в современных холодильных установках рефрижераторного контейнера. Хладагент R134a – это чистое вещество, изготовленное на базе этана (CH2F-CF3). Негорючий хладагент нетоксичен, но при соприкосновении с пламенем и с горячими поверхностями разлагается, как и все производные углеводородов, с образованием высокотоксичных продуктов. Термодимнамические и основные физико-химические свойства R134a аналогичны свойствам R12 .
Использование хладагентов нового поколения в холодильных установках рефрижераторных контейнеров делает их эксплуатацию абсолютно безопасной не только в отношении хранимого груза, но и окружающей среды.

При работе холодильной машины, в том числе и компрессионного бытового холодильника, в ней непрерывно происходят процессы, изменяющие агрегатное состояние хладагента и его параметры. Надежная эксплуатация холодильной машины невозможна без правильного понимания происходящих в ней термодинамических процессов. Для определения параметров хладагента при изучении отдельных процессов, входящих в цикл паровой компрессионной холодильной машины, а также отдельных характеристик холодильной машины используют термодинамические диаграммы хладагентов. Умение пользоваться диаграммами позволяет осуществлять контроль и анализ параметров действующих машин, настройку приборов автоматики и расчет циклов холодильных машин. Для каждого хладагента существуют свои диаграммы, но принцип их построения и пользования ими одинаков.

В практике наибольшее применение находят диаграммы энтальпия - давление (h—lg p) и энтропия—температура (s—T). Диаграмма h—lg p наиболее удобна, так как теплота и работа для адиабатного процесса изображаются на ней отрезками по оси абсцисс, а не площадями, как в s — Т-диаграмме. Ниже рассматривается диаграмма h—lg p.

На рисунке приведены области фазового перехода хладагента, отделенные одна от другой кривыми насыщенной жидкости и насыщенного пара. Слева от кривой насыщенной жидкости находится область переохлажденной жидкости. Между кривыми насыщенной жидкости и насыщенного пара расположена область влажного пара. Влажный пар представляет собой смесь насыщенной жидкости и насыщенного пара, находящуюся либо в состоянии кипения, либо в состоянии конденсации. Фазовый переход от жидкости к пару происходит слева направо (кипение), а из пара в жидкость — справа налево (конденсация). Содержание пара в парожидкостной смеси определяет линия постоянного паросодержания x = const, показывающая массовую долю пара в парожидкостной смеси в долях единицы. На линии насыщенной жидкости паросодержание х=0, на линии насыщенного пара х=1.

Область перегретого пара отражает состояние пара с температурой выше температуры насыщения при соответствующем давлении р. Диаграмма h—lg p отражает шесть параметров хладагента, изображенных в виде линий. Цифровые значения основных параметров приведены в удельных величинах, отнесенных к 1кг хладагента.

Линии постоянного паросодержания х проходят в области влажного пара.
Линии постоянного давления р (МПа) — изобары — проходят горизонтально через все области фазового перехода. Для удобства пользования диаграммой и вследствие неравномерности шкалы давлений в области вакуума и избыточного давления по оси ординат применен логарифмический масштаб (lg р).
Линии постоянных температур t(°С) — изотермы — в области переохлаждения проходят вертикально, в области влажного пара — горизонтально. В этой области изотермы совпадают с изобарами, так как фазовое состояние хладагент меняет при постоянных значениях t и р. В области перегретого пара изотермы с наклоном идут вниз. Линии постоянных удельных энтальпий h (изоэнтальпы) отложены по оси абсцисс и проходят вертикально. Удельной энтальпией называют полную энергию 1 кг рабочего тела, равную сумме удельной внутренней энергии u и потенциальной энергии давления pv, т. е. h = u + pv. Изменение удельной энтальпии (кДж/кг) в термодинамическом процессе при р =const равно удельному количеству подведенной теплоты.
Линии постоянных удельных объемов v (м³/кг) — изохоры — обозначены прерывистыми линиями, проходящими в области влажного и перегретого пара. В области жидкости изохоры не показаны из-за слишком малого объема жидкости по сравнению с объемом пара, поэтому данный параметр по диаграмме не определяется (его можно найти по таблице насыщенных паров хладагента).

Линии постоянных удельных энтропий s [кДж/(кг·К)] — адиабаты — проходят через поле диаграммы в виде наклонных кривых. Энтропия — это функция состояния термодинамической системы, характеризующая направление протекания процесса теплообмена между системой и внешней средой.

Каждой точке на поле диаграммы соответствует состояние хладагента с определенными параметрами. Соединение двух точек линией указывает на характер процесса, протекающего между двумя состояниями.

Список использованной литературы

1. Холодильная техника и технология продуктов питания: Учебник для студ. высш. учеб. заведений / Сергей Алексеевич Большаков. — М.: Издательский центр «Академия», 2003. — 304 с.

2. Термодинамические диаграммы i-lgP для хладагентов. М.: АВИСАНКО, 2003. – 50 с.

3. Основы холодильной техники и технологии пищевых отраслей промышленности. Шавра В.М. М.: ДеЛи принт, 2002, 39-40 с.

4. Совершенствование холодильной техники и технологии (на примере предприятий мясной и молочной промышленности). / Бабакин Б.С., Тихонов Б.С., Юрчинский Ю.М. Москва: "Галактика-ИГМ", 1992. - 175 с.

5. Холодильная техника и технология. Методические указания к выполнению расчётно-графической работы. Составитель С.А. Будасова, канд. Тех. Наук, доц.Рецензент Спарин В.А. НГТУ,1999 г.

6. Холодильная техника: Учебник / Румянцев Ю.Д., Калюнов В.С. — Издательство: Профессия, 2005. — 306 с.

7. Терехова О.Н. Сборник примеров расчетов и лабораторных работ по курсу «Холодильная техника и технология» для студентов специальностей 170600 «Машины и аппараты пищевых производств», 270800 «Технология консервирования» / Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Изд.-во. АлтГТУ, 2005 г.- 124 с.